一种特异性靶向脂筏荧光探针及其制备方法和应用

本发明属于荧光探针领域，具体涉及一种特异性靶向脂筏荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术：

1、癌症泛指恶性肿瘤，癌症的早期发现、早期诊断和早期治疗，是提高其治愈率和生存率，减少死亡率的重要手段，如何区分癌细胞/癌组织与正常细胞/正常组织是实现癌症早期诊断及治疗的关键。鉴于可视化、非侵袭性、高灵敏度等特点，荧光技术已经是现代生物、医学研究不可或缺的手段，在肿瘤的早期诊断及手术导航方面发挥了越来越重要的作用。不仅如此，鉴于高时空分辨率、可激活性、无辐射、无耐药性、可反复诊疗等优点，该技术在光动力治疗方面也展示出了强大的潜力。与正常细胞及其周围组织相比，癌细胞具有独特的微结构和微环境，如某些蛋白在细胞膜表面过量表达、组织缺氧、细胞内外ph值降低、活性硫(rss)和活性氧(ros)水平升高等，这些特性对于肿瘤的增殖、侵袭、迁移、黏附能力及新生血管的形成具有重要影响。其中，脂筏(lipid raft)是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，在癌症细胞粘附和迁移中发挥了关键作用，且在多种癌细胞膜上过量表达，因此，利用特异性靶向脂筏的荧光探针，有望实现对癌细胞/癌组织与正常细胞/正常组织的区分。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种特异性靶向脂筏荧光探针及其制备方法和应用。该探针可以特异性靶向癌细胞过量表达的酯筏，因此可以用于区分癌细胞/组织和正常细胞/组织。此外，该试剂还可以引导术中切除skov3荷瘤鼠的肿瘤，为临床医生手术切除肿瘤时提供一个潜在的荧光手术导航试剂。

2、为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

3、一种特异性靶向脂筏荧光探针，其结构式为：

4、

5、一种特异性靶向脂筏荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

6、

7、(1)在氮气保护下，分别将2,3,3-三甲基-3h-吲哚-5-羧酸甲酯(化合物1)、2-(2-溴乙基)-1,3-二恶烷(化合物2)、nahco3和ki溶解在无水乙腈中，搅拌反应，反应结束后反应液冷却至室温，旋干溶剂，粗产品经柱色谱分离纯化后得到化合物3；

8、(2)依次将化合物3、3-醛基-4-氯香豆素(化合物4)、三乙胺盐酸盐和哌啶溶解在乙腈中，在剧烈搅拌下回流反应，反应结束后反应液冷却至室温，旋干溶剂得中间体；将中间体重新溶解在二氯甲烷和浓盐酸的混合溶剂中继续反应，反应至tlc监测原料反应完全，反应结束后旋干二氯甲烷，剩下的酸溶液用na2co3水溶液调节ph至6-7后经萃取、干燥后得到粗产品，粗产品经柱色谱分离纯化得到目标化合物crchc；

9、进一步，所述步骤(1)中2,3,3-三甲基-3h-吲哚-5-羧酸甲酯、2-(2-溴乙基)-1,3-二恶烷、nahco3和ki的摩尔比为2：3：4：3。

10、进一步，所述步骤(1)中搅拌反应的温度为95℃，时间为18h。

11、进一步，所述步骤(1)中柱色谱分离纯化的展开剂为石油醚:乙酸乙酯＝5:1(v/v)。

12、进一步，所述步骤(2)中化合物3、3-醛基-4-氯香豆素和三乙胺盐酸盐的摩尔比为1：1：1，所述二氯甲烷和浓盐酸的体积比为50ml：15ml。

13、进一步，所述步骤(2)中回流反应的温度为82℃(乙腈沸点)，时间为12h，所述继续反应的温度为50℃。

14、进一步，所述步骤(2)中柱色谱分离纯化的展开剂为ch2cl2:meoh:tfa＝400:10:1(v/v/v)。

15、一种荧光探针的应用，在于区分癌细胞/组织和正常细胞/组织，以及在引导术中切除skov3荷瘤鼠肿瘤方面的应用。

16、与现有技术相比本发明具有以下优点：

17、与正常细胞相比，癌细胞会消耗大量的葡萄糖，并通过有氧糖酵解的方式产生大量乳酸，这种代谢方式会导致癌细胞特殊的微环境，如缺氧、ph值降低、活性硫(rss)和活性氧(ros)水平升高、极性降低等。然而，基于这些特点设计的荧光探针需要将癌细胞特异性反应位点与荧光团相连接，合成步骤繁琐且灵敏度不高。本发明开发了一个可以特异性靶向脂筏的探针，该探针可以利用癌细胞比正常细胞过量表达脂筏的特点实现对二者的区分，并进一步作为荧光手术导航试剂引导切除skov3荷瘤鼠的肿瘤，此外，该试剂还具有作用时间短、免清洗的特点。

技术特征：

1.一种特异性靶向脂筏荧光探针，其特征在于，所述探针的结构式为：

2.一种权利要求1所述特异性靶向脂筏荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种特异性靶向脂筏荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中2,3,3-三甲基-3h-吲哚-5-羧酸甲酯、2-(2-溴乙基)-1,3-二恶烷、nahco3和ki的摩尔比为2：3：4：3。

4.根据权利要求2所述的一种特异性靶向脂筏荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌反应的温度为95℃，时间为18h。

5.根据权利要求2所述的一种特异性靶向脂筏荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中柱色谱分离纯化的展开剂为石油醚:乙酸乙酯＝5:1(v/v)。

6.根据权利要求2所述的一种特异性靶向脂筏荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中化合物3、3-醛基-4-氯香豆素和三乙胺盐酸盐的摩尔比为1：1：1，所述二氯甲烷和浓盐酸的体积比为50ml：15ml。

7.根据权利要求2所述的一种特异性靶向脂筏荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中回流反应的温度为82℃，时间为12h，所述继续反应的温度为50℃。

8.根据权利要求2所述的一种特异性靶向脂筏荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中柱色谱分离纯化的展开剂为ch2cl2:meoh:tfa＝400:10:1(v/v/v)。

9.一种权利要求1所述特异性靶向脂筏荧光探针的应用，其特征在于，用于制备区分癌细胞/组织和正常细胞/组织的试剂。

10.一种权利要求1所述特异性靶向脂筏荧光探针的应用，其特征在于，作为荧光手术导航试剂在引导术中切除skov3荷瘤鼠肿瘤方面的应用。

技术总结
本发明属于荧光探针领域，具体涉及一种特异性靶向脂筏荧光探针及其制备方法和应用。鉴于可视化、非侵袭性、高灵敏度等特点，荧光技术已经是现代生物、医学研究不可或缺的手段，在肿瘤的早期诊断及手术导航方面发挥了越来越重要的作用。脂筏是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，在癌症细胞粘附和迁移中发挥了关键作用，且在多种癌细胞膜上过量表达。因此本发明开发了一个可以特异性靶向脂筏的探针，该探针可以利用癌细胞比正常细胞过量表达脂筏的特点实现对二者的区分，并进一步作为荧光手术导航试剂引导切除SKOV3荷瘤鼠的肿瘤，此外，该试剂还具有作用时间短、免清洗的特点。

技术研发人员：刘景,贾智慧,张洪星
受保护的技术使用者：山西大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13